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GENERATEUR D'ACETYLENE.
La présente invention est relative aux générateurs d'acétylène à chaux sèche.
On sait que dans ces générateurs d'acétylène à chaux sèche, la décomposition du carbure est obtenue en projetant de l'eau en quantité limitée sur le carbure brassé par un moyen mécanique, afin d'éviter les échauffements par colmatage dans des chaux immobiles.
La décomposition du carbure étant une réaction fortement exothermique, puisqu'elle libère environ 400 grandes calories par kilogramme, la température du générateur monte jusqu'à ce qu'un équilibre s'établisse entre, d'une part les calories libérées, et, d'autre part, celles qui sont évacuées hors de l'appareil par les échanges thermiques au travers du corps du générateur, par l'échauffement de l'acétylène débité par l'appareil, et, enfin, par l'échauffement de 1-'eau apportée la réaction et la vaporisation d'une partie de cette eau, la vapeur sortant de l'appareil en mélange avec l'acétylène,
Les températures d'équilibre dans ces générateurs, s'établissent automatiquement, sans qu'il soit-prévu des moyens permettant de l'influencer de façon appréciable,
et l'on peut distinguer trois températures principales d'équilibre :celles de l'atmosphère du générateur et de son corps, celle des morceaux de carbure et celle de la chaux résiduaire.
Les températures de l'atmosphère du générateur et de son corps ont une régularité comparable à celle de la température d'une chaudière à vapeur d'eau saturée. Pour un générateur de surface extérieure limtée à l'En- veloppement des volumes nécessaires au carbure, à la chaux, aux dispositifs de brassage et aux espaces morts, et sans calorifugeage ni refroidissement de parois, ces températures sont de l'ordre de 95 C¯ 5 C.
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La température des morceaux de carbure en décomposition est au contraire auceptible de fortes augmentations du fait que ces carbures sont le siège de la chaleur développée par la réaction. Trois causes d'échanges thermiques concourent à limiter ces augmentations: l'échauffement de l'eau apportée à la réaction, la vaporisation d'une partie de cette eau et l'échauf-
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fement de Z '.tr#phère du générateur.
Or, dans l état actuel de la technique des générateurs à chaux sèche, on ne connaît pas de moyen d agir de façon appréciable et certai-
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ne sur 19inportarce et Inefficacité de chacune de ces causes d9échanges ther- miques, si bien que 1?on a du se limiter à rechercher, par des moyens empiriques et par des essais, les conditions de construction des appareils, la qualité et la granulation du carbure, et le régime de débits pour lesquels les température des morceaux de carbure restant dans des limites acceptables,
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c est-.-c..re toL dessous des températures à partir desquelles apparaissent les phénomènes de polymérisation de 19acétylène.
On rappelle que l'apparition de ces phénomènes se constate par la coloration du carbure ou des chaux résiduaires au. mayen dune gamme de couleurs qui va du jaune naissant lorsque la polymérisation commence entre 120 et 170 C environ jusqu'au noir cendré lorsque la polymérisation a lieu vers 600 C en passant par toutes les gammes intermédiaires des jaunes et des marrons. Or cette polymérisation est indésirable au point de vue technique, car elle affecte le rendement en acétylène, lui ineorpore des produits nuisibles, trouble le fonctionnement des générateurs; en outre, la polymérisation est dangereuse car elle rend possible, à partir d'une certaine température, des décompositions spontanées de
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l'acétylène des e jilammatiors ou explosions lors de l'ouverture des ap- pareils.
La limite souhaitable pour la température des morceaux de carbure est donc celle en dessous de laquelle la chaux résiduaire ne présente aucune trace de coloration ce qui correspond à une température comprise en-
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tre 120 et 1'i0 C environ.
Au cours de ses recherches pour améliorer et si possible asservir à leurs causes, les effets de refroidissement du carbure l'inventeur a observé que la proportion de l'eau qui se vaporise et de celle qui entre en réaction avec le carbure dépend pour une part principale de la qualité de ce produit et de sa plus ou moins grande affinité avec 1 eau et pour une part beaucoup plus faible, le plus souvent même négligeable, de la température et de la dispersion de l'eau au moment de son contact avec le carbure.
Ces constatations expliquent que tcutes choses égales par ailleurs, l'on puisse enregistrer des écarts dans la température des morceaux de carbure
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entre 12000 et plus de 3000C, en passant simplement d'une qualité de carbu- re à une autre.
Elles expliquent également que la température des morceaux de carbure pendant les premières heures qui suivent l'arrét du débit du générateur, après que celui-ci a atteint sa température d'équilibre, puisse ne varier que de quelques degrés ou, au contraire, atteindre et dépasser 300 C,
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suivant que 1'a.Wrà.té de ces morceaux de carbure p01U' la vapeur deau que contient atmosphère intérieure du générateur provoque une décomposition plus ou moins importante après l'arrêt du débit.
Au cours de ses divers essai-s) 1"imrenteur a identifié comme cause supplémentaire dléchauffement des morceaux de carbure 1?effet exothermique de la polymérisation de inacétylène. Ainsi, lorsqu'une première po- lymérisation a été déclenchée par une élévation de température due, soit,pendant le débit du générateur, à une porportion d'eau vaporisée insuffisante,
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soit, à 19arret, à une excessive affinité entre le carbure et la vapeur d-eau, cette première polymérisation peut être la cause d'un développement en chai-
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ne de polymérisations plus importantes, susceptibles d-* élever la température des morceaux de carbure très au-dessus des chiffres qui correspondraient aux calories libérées par la réaction de décomposition de carbure et non évacuées.
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L9amorçage de ce phénomène n'est pas systématique.
Linventeur attribue ce
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fait 1 la variation des conditions qui, à température égale, peuvent influen- cer la réaction, par catalyse ou inhibition.
C'est le ças par exemple de la proportion du mélange vapeur/acé- tylène constituant l'atmosphère de l'appareil, et de la nature ainsi que de la quantité des impuretés du carbure, du gaz et des chaux.
En tout état de cause, et avec les moyens actuellement connus mis en oeuvre dans les générateurs à chaux sèche, ces échauffements, qu'ils soient dus aux calories libérées par la décomposition du carbure et non éva- cuées ou au développement en chaîne de polymérisations, ne peuvent être évi- tés ou limités qu'en respectant des dispositions de construction et d'exploi- tation des appareils particulièrement étroites et rigoureuses.
Enfin, les températures d'équilibre des chaux résiduaires sont également susceptibles de grandes variations; généralement, elles se maintiennent au voisinage de la température-de l'atmosphère du générateur, c'est-à-dire qu'elles sont régulières et que leurs maxima se tiennent autour de 100 C, mais il arrive de constater dans les chaux des échauffements pouvant aller jusqu'à les porter à l'incandescence. Ces échauffements paraissent avoir deux causes.
La première paraît être la présence dans le carbure d'une quantité appréciable de chaux occluse qui provient d'un mauvais dosage des produits, coke et chaux, dans le mélange apporté au four électrique lors de la préparation du carbure. Mélangée au carbure, la chaux occluse se trouverait ainsi offrir une affinité pour l'eau beaucoup moins vive que celle du carbure, si bien que l'eau apportée à la réaction étant toujours limitée, serait totalement absorbée par la vaporisation et la décomposition du carbure avant de participer à l'hydratation de la chaux. La chaux résiduaire séparée du carbure contiendrait ainsi une certaine proportion de chaux vive qui s'hydraterait lentement après sa formation par absorption de l'humidité mélangée à la chaux éteinte ou de la vapeur d'eau de l'atmosphère du générateur.
Cette réaction est exothermique et comme la chaux est un excellent isolant thermique; la localisation des calories ainsi développées provoquerait les échauffements qui ont été constatés jusqu'aux environs de 600 C.
On notera qu'on connaît déjà des générateurs, dans lesquels les chaux conti- nuent d'être brassées par un moyen mécanique lorsqu'elles ont été formées, et dans lesquels, au surplus, on assure en début de brassage un apport d'eau excédentaire qui s'évapore progressivement au fur et à mesure que s'accomplit le brassage. Cette disposition assure un bon remède contre cette cause d'échauffement, tant par l'effet refroidissant de la vaporisation de l'eau en excès que par l'échange thermique résultant du brassage.
La seconde cause d'élévation de température des chaux paraît être un déclenchement puis une progression de la polymérisation de l'acétylène au contact des chaux, identiques à ceux qui se développent au contact des morceaux de carbure, suivant le processus sus-décrit. Généralement, d'ail- leurs, ces deux phénomènes sont liés; lorsque les morceaux de carbure subissent cet échauffement par développement de polymérisation, la chaux le subit également à un degré plus ou moins accentué.
Ainsi, et en résumé, dans l'état actuel de la technique des générateurs à chaux sèche, on peut conclure que la température du corps de l'appareil et de son atmosphère intérieure est à peu près stable, mais que celles des morceaux de carbure et de la chaux résiduaire restent exposées en dehors de conditions étroites et mal identifiées, concernant principalement la qualité du carbure et le régime des débits, à des échauffements qui provoquent des polymérisations indésirables et éventuellement des dangers.
L'invention a pour objet un générateur à chaux sèche perfectionné en vue d'éviter ces inconvénients en fournissant un moyen d'augmenter pour toute qualité de carbure, la proportion de l'eau apportée qui est consacrée au refroidissement du carbure par vaporisation de cette eau au détriment de la proportion de l'eau apportée qui est consacrée à la décomposition
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de .'armure.
Ce générateur perfectionné est remarquable notamment en ce qu'il comporte en combinaison une paroi disposée de manière à être au contact de 1-'atmosphère de la chambre de décomposition du carbure et des moyens de réfrigération pour maintenir en perm9nence froide cette paroi.
Cette paroi ainsi maintenue froide fait bénéficier cette atmosphère du principe de James Watt dit de la paroi froide" et diaprés lequel la tension de la vapeur deau saturée dans un récipient ne peut excéder celle qui. correspond à la température du point le plus froid de ce récipient.
Dans ces conditions et grâce à la paroi froide la tension de' vapeur dans le générateur est abaissée; l'eau vaporisée par la réaction exothermique de formation de l'acétylène se condense sur la paroi froide ce qui active .La vaporisation et résoud le problème posé.
Afin d'éviter que les condensats formés sur la paroi froide ne produisent de la boue dans l'appareil, on peut, soit disposer cette paroi froide de sorte que les condensats tombent sur le carbure ou dans un récipient ou une gouttière qui les récupère pour les évacuer à l'extérieur, soit laisser ces condensats retomber dans la chaux lorsque le générateur est du type à chaux brassée.,
De préférence, suivant une autre caractéristique de l'invention la paroi froide a des dimensions suffisantes ou est combinée avec un dispositif auxiliaire de refroidissement permetttant de refroidir l'atmosphère de le- chambre de décomposition du carbure et de contribuer aussi, par échange thermique, à abaisser la température des morceaux de carbure.
En ajoutant à Inaction de la paroi froide, qui s'est révélée au cours des essais très efficace à plein régime mais quelque peu insuffisan- teà l'arrêt et même pendant les périodes de faible débit, celle d'un réfrigérateur capable d'abaisser d'au moins quelques degrés la température d'équilibre de 1?appareil, on observe que les phénomènes de polymérisation sont entièrement éliminés. On peut en donner l'explication suivante : l'amorçage de ces phénomènes dépend de divers facteurs, qualité des produits en présence, nature des impuretés, etc...., mais il reste toujours tributaire, principalement de la température.
Or, la paroi froide en abaissant la tension de vapeur augmente 1-'effet de refroidissement du carbure pendant le débit de fa- çon satisfaisante,et l'abaissement de la température de-l'atmosphère du générateur ne fait au-accentuer pendant le débit la régularisation de la température du carbure; mais au moment du très faible débit ou des périodes d'arret, alors que le carbure ne recevant plus deau de réaction le refroidissement par vaporisation n'intervient plus, l'abaissement de la température du carbure par échange avec le réfrigérateur par l'intermédiaire de l'atmosphère du générateur suffit à protéger les morceaux de carbure contre les températures à partir desquelles s'amorce la polymérisation.
Ainsi, par l'inter- vention combinée de la paroi froide et du réfrigérateur, et en dimensionnant le réfrigérateur en fonction de la quantité de carbure en réaction dans l'appareil, et de sa qualité il est possible d'assurer au générateur d'acétylène à chaux sèche et à carbure brassé, un fonctionnement dégagé de tout risque de polymérisation,
D'autres caractéristiques résulteront de la description qui va suivre.
Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple: -Fig, 1 est une vue en élévation avec coupes partielles d'un générateur à chaux sèche et brassée perfectionné suivant l'invention ; -Fig. 2 est une coupe partielle, à plus grande échelle, du dispositif de distribution d'eau de ce générateur ; -Fig. 3 est une vue en élévation avec coupes partielles d'une variante de générateur perfectionné suivant l'invention, à production continue;
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- Fig. 4 est une vue analogue d'une application de l'invention à un générateur continu du type à tambour de brassage;
Fig. 5 est une vue partielle, en élévation et en coupe suivant la ligne 5-5 de la Fig. 4, mais à plus grande échelle, du dispositif qui, dans l'exemple de la Fig. 4, constitue à la fois paroi froide et refroidis- seur de l'atmosphère de la chambre de réaction; - Figs. 6 et 7 sont des vues en élévation et avec coupes par- tielles de deux autres générateurs perfectionnés suivant l'invention.
Suivant l'exemple d'exécution représenté aux Figs. 1 et 2 le générateur est du type à chaux sèche et brassée et est muni d'une paroi froi- de constituée par un tube refroidi.
Ce générateur comporte une cuve cylindrique inclinée I, re- posant par des bandes de roulement 2 et 3 sur un jeu de galets de roulements 4 qui lui impriment un mouvement de rotation autour de son axe X X ; cesgalets sont, en effet, entraînas par un moteur électrique 5 par l'intermédiaire d'organes de transmission 6, 6 , 6 . Un galet de butée 7 maintient ce corps dans le sens longitudinal.
A la partie supérieure de la cuve 1, une grille 8 forme, avec la paroi supérieure de cette cuve une cage dans laquelle est maintenu le car- bure 9 dont l'introduction s'effectue par une porte 10, fermée par un étrier 11.
A la partie inférieure de la cuve, une porte 12, maintenue fer- mée par un autre étrier 13 constitue un orifice de vidage de la chaux.
Au centre supérieur de la cuve 1, un presse-étoupe 14 assure l'étanchéité entre cette cuve rotative et une tête qui est maintenue fixe.
Cette tête comprend un tube extérieur 15 (voir notamment Fig. 2), qui sert de tourillon de roulement et d'étanchéité en même temps que d'orifice de dé part d'acétylène. L'acétylène est ensuite conduit vers les organes de lava- ge, de refroidissement, etc... par une tubulure 16. Dans le tube 15 de la tête sont disposées : d'une part une tubulure 17 qui alimente un ou plusieurs ori- fices 18 d'amenée d'eau sur le carbure, et un orifice 19 d'amenée d'eau dars la chaux, et d'autre part, un tube 20 jouant le rôle de paroi froide du fait qu'il est soumis à une circulation intérieure d'eau froide; des an- neaux 20a sont soudés sur le tube 20, pour faire retomber sur le carbure les condensats qui ruissellent le long de ce tube froid.
Les circuits d'eau de décomposition et d'eau de refroidisse- ment sont assurés par une partie amovible 21 de la tête, partie que maintient en place un étrier 22; la tubulure d'alimentation 17 reçoit son eau de dé- composition par un tube 23 et le tube froid 20 est alimenté en eau froide par un tube 24 qui. débouche dans ledit tube 20, au voisinage immédiat de son ex- trémité inférieure qui est fermée; l'eau après réchauffage sort du tube 20 par un tube central 25 qui rejette à l'extérieur l'eau de circulation par une tubulure 26.
L'eau destinée à la décomposition du carbure et qui entre par la tubulure 23 provient d'une tubulure 23a dans laquelle refoule une pompe d'alimentation 27, par exemple, du type à membrane, qui reçoitson mouvement d'une came 28, entraînée par l'intermédiaire d'un basculeur 27a par le méca- nisme de rotation du corps 1.
Cette eau est prélevée à travers un robinet 27b sur une quanti- té que l'on dose pour chaque charge dans un réservoir 29, au moyen d'un robi- net de remplissage 30, la quantité étant contrôlée par un niveau 31. Un trop- plein 32 limite les excès d'eau et un contacteur 33 contrôlé par un flotteur 34a ferme un circuit électrique de signalisation lorsque le niveau de l'eau
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-z;-;. 12 é;eïv,.r 29 ct descendu à un certain niveau dtépuà.sement, le flot- - z 3. ag:.3s2:.:r. 3.1;:.1'S sur une butée 35 reliée par une tige 36 à l'organe mo- ...-le du co:r:-'C,2¯0fE1.1!' Er.fj;;
la comriardc- électrique de ce générateur, c'es-à-e.-<iire le circuit d''alimeEtatJon du moteur 5 comprend en série avec un interrupteur à main 37 un contaoteur-disjoncteur 38 dont la bobine 39 est contrôlée par ur contacteur mangs-atique 40 dont le plot mobile 41 est lié s. une membrane élast. a.ze 42 ferïmnt une capsule 43 reliée par une dérivation A4 au tube de sortie d}acétylènE- vis.
3r..:j.n un W spo.,; t¯ß #;?enlèvement, tel qu'un wagonnet 44 a permet 1'enlèvement des cnaux extraites de ilappa--eil.
Le fonctionnement est le suivant. On :ntroduit par 15ouverlure 13"" . 0 r ¯::-:c-ge je carbure 9 dans le générateur et l'on fait le plein en eau dU réservoir 29. ln mettant le générateur en service par '--2nterrupteur 37 st, le c0nt,acLur-djsjcncteu1' 38, le moteur 5 entraîne la rotation du corps 1 et met en fonction la pompe 27 , qui refoule !-'eau du réservoir 29 sur le carbure et dans la chaux par les orifices 18 et 19.
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Fendant toute la durée de la production dea--étyiène, une ci.rculation dn--au froide entre les tuyaux 24 et 26 maintient froid le tube 20. La décomposition du carbure produit de l'acétylène, mélangé
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à de la vapeur d" eau et de la chaux qui tombe dans le fond de la cuve 1, au travers de mailles de la cage 2.. Lorsque la pression atteint la pression pour laquelle le manostat (42, 43) déclenche le contacteur 38, le moteur 5
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s"arrête, aînsi que 1"envoi d'eau sur le carbure. Lorsqu'une consommation de gaz provoque ur abaissement de la pression dans le générateur au-dessous du chiffre de pression pour lequel le manostat déclenche le rétablissement du circuit, le moteur 5 se remet en route et le générateur est à nouveau en production.
La production de l'acétylène est ainsi automatiquement asservie
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à la c0nsomatj0no Lorsque la quantité d'eau correspondant a la décomposi- tion de la charge utile de carbure a été commencée, la baisse du niveau dans le réservoir 29 commande le dispositif 33 qui met en service une sonnerie d'alerte prévenait de 1'* épuisement du générateur. Ce tube 20 joue donc
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lE rÉle de -n . -Py. -'j..Jc..,ï '''''<;;''''''c. la tension de va-eur et augmente ainsi la proportion ae l'eau vaporisée par' ap3.''Cr' celle qui esi décomposée.
LE3 condensato qui rud3 sellent sur ses parois sont-envoyés sur le carbure par les rondelles .soudées transversales 20a qui interrompent leur ruisselle- ment le long du tube.
On effectue la vidange ae la chaux en fin de charge, soit à la main avec un ringard après avoir ouvert l'orifice 12a, soit automatiquement, en faisant tourner le générateur par le moteur 5, après avoir fermé le
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robinet 7o placé sur le conduit d'aspiration de la pompe 27. Lorsque lsorifiche 19- est ouvert ¯ la chaux brassée la rotation tombe à?elle-même par gravité dans le -H-aconnet d-'enlèvement 44 a.
A iàzre d-'exemple, dans un générateur a chaux sèche ayant une chambre de décomposition d-"ur- volume, de 1200 litres et décomposant 100 h de carbure par heure, un tube plongeur 20 de 12 film de diamètre et 30 cm de longueur, placé au-dessus du carbure afin que les con-iensats retombent sur le carbure, ce tube étant refroidi par un courant d9 eau de 100 litres à l'heure entrant la température ambiante de 20ou, a modifié profondément le comportement de 1appareil..
Alors que sans ce tube ce générateur commentait a polymériser d "une façon régulière au-dessus du débit horaire de 15 mètres c u- bes, l'adjonction de la paroi froide 20 a permis de le faire fonctionner au débit horaire de trente mètres cubes, avec les plus grandes variation de dé-
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bit, même lorsque la température dJéqujlibre était atteinte et ce, S0.rlS polymérjsatjon appréciable avec la plupart des carbures.
La paroi froide .20 s'est ainsi révélée d>une efficacité excellente pour tous les régimes de déioit; ce-
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pendaneelle n'a pas empêché des phénomènes de polymérisation, peu accentués il est vrai, de reparaître pendant les premières heures qui suivaient un ar- rét consécutif à un fonctionnement ayant amené la température d'équilibre.
Comme on l'a précisé plus haut, l'action de la paroi froide (20 dans l'exemple ci-dessus) conformément au principe de Watt peut être avantageusement complétée par un refroidissement de l'atmosphère régnant dans la chambre de décomposition du carbure.
Une solution particulièrement avantageuse peut consister dans la combinaison de la paroi froide qui en tout état de cause et quelle que soit sa surface agit toujours auxiliairément, peu ou prou, comme réfrigérateur par contact, et d'un dispositif auxiliaire de refroidissement placé dans la cham- bre de réaction et d'importance suffisante pour abaisser au moins de quelques degrés la température d'équilibre de l'atmosphère du générateur, l'ensemble restant combiné avec un moyen pour la récupération des condensats en vue de leur évacuation ou de leur remise en réaction avec le carbure ou la chaux bras- sée.
Le dispositif auxiliaire de refroidissement placé dans la chambre de réaction peut àvantageusement consister en une rampe de pulvérisa- tion d'eau froide, cette eau étant récupérée dans une gouttière qui assure son évacuation.
Le refroidissement par pulvérisation c'est-à-dire par arrosa- ge a l'avantage de présenter l'efficacité bien connue des condenseurs par mé- lange, donc de remplir au maximum par la rampe elle-même le rôle de paroi froide et par l'eau pulvérisée le rôle de réfrigérateur; cette solution évi- te en outre le colmatage et l'encrassement, ce qui est particulièrement fa- vorable pour les installations industrielles de grande capacité.
On a intérêt pour des raisons d'économie à ce que la pulvé- risation d'eau froide se fasse au moyen d'un circuit fermé, comportant, après la sortie de l'appareil, une décantation pour éviter que cette eau se trans- forme en boue avec les poussières qu'elle entraîne, un refroidissement, et un pompage qui la renvoie à la rampe. On évite ainsi de perdre l'acétylène dissous qu'entraînerait une eau d'arrosage qui serait constamment renouvelée et on réalise une économie d'eau importante.
Avec une telle disposition on a intérêt à prélever dans le circuit fermé l'eau envoyée sur le carbure pour obtenir la réaction, l'apport d'eau fraîche extérieure de renouvellement total ou partiel de l'eau ayant lieu dans ce circuit au moyen d'un dispositif classique à niveau constant, placé de préférence entre le dispositif de refroidissement et la rentrée d'eau froide dans le générateur.
On peut également éviter d'avoir à effectuer des purges de chaux décantée en prélevant l'eau de réaction aux points où la concentration en chaux est la plus élevée du circuit.
On peut également combiner ce circuit de refroidissement qui comprend une décantation avec le circuit de lavage de l'acétylène, en faisant sortir par l'orifice d'évacuation de la gouttière, en mélange, l'eau de refroidissement et l'acétylène, et en les faisant barboter ensemble dans un ré- cipient séparateur jouant le rôle d'organe de décantation.
Pour effectuer la combinaison paroi froide-réfrigérateur, on a représenté à la Fig. 3 un générateur à production continue du type à chaux brassée, muni d'un condenseur-refroidisseur constitué par une rampe (paroi -froide) de ruissellement d'eau froi.de (réfrigérateur).
Selon ce mode d'exécution, le corps 45 du générateur repose sur des galets de roulement 46, 47 et tourne sous l'effet d'un dispositif d'entraînement tel qu'un moto-réducteur 48. Des presse-étoupe 49 et 50 assurent la jonction de ce corps rotatif avec une trémie de chargement 51 et avec un dispositif d'extraction de chaux à tubulure 52.
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La cage à carbure 53 est une paroi'ajourée de type connu.
Ur arroseur 54 pénètre par une tubulure fixe de grand diamètre 55 située à la base de la trémie 51 et répartit l'eau d'arrosage à un grand nombre de jets séparés. Une gouttière 56 fixe, solidaire par un tube 57 de la partie fixe de la tubulure d'extraction de chaux 52 recueille l'eau d'arrosage, les condensats et l'acétylène produit, pour les amener par une crépène 57 à barboter à l'intérieur d'un séparateur-laveur-refroidisseur 58.
La trémie de chargement 51 reçoit le carbure soit à la main soit de façon automatique et d'une manière connue en soi, commandée par un palpeur 59 qui contrôle une vanne 59a et un autre palpeur 60 commande l'ouverture ou la fermeture d'une trappe de chargement 61. Le dispositif d'extraction des chaux comporte à l'intérieur de la tubulure 52 une vis d'extraction 62, commandée par un dispositif mécanique tel que le moto-réducteur 63.
Gette vis refoule les résidus comme il est connu, par un ajutage 64 de section ecroissante de l'amont vers l'aval de façon à favoriser la formation d'un tampon de chaux étanche, vers un orifice 65 qui les expulse directement dans un organe d'évacuation, tel qu'un wagonnet 66, une bande transporteuse, etc...
L'acétylène gagne par la tubulure 57 le condenseur-laveur-refroidisseur 58 d'où il sort, après lavage et refroidissement, par un orifice 67. A la partie basse de cet appareil se trouve une pri.se d'eau 68 qui alimente une moto-pompe 69, laquelle refoule par une tubulure 70 avec robinet 71, l'eau déjà chargée de chaux et saturée d'acétylène dans l'arroseur 54 du générateur.
Une autre prise d'eau 72 alimente une moto-pompe 73 de plus petites dimensions, qui renvoie au générateur, par une tubulure 74 avec robinet 75 et un distributeur 76, l'eau de décomposition sur le carbure 77.
Le fait de prélever d'eau de décomposition à l'endroit où la saturation en chaux de l'eau de refroidissement est la plus élevée, permet d'atteindre un équilibre de cette saturation qui se maintient constante tout au long du fonctionnement de 1?appareil.
La consommation finale en eau du générateur est compensée automatiquement par un dispositif à niveau constant 78, alimenté en eau froide par une tubulure 79. Enfin, un refroidisseur-tel qu'une double enveloppe, un serpentin intérieur, etc. assure le refroidissement du laveurcondenseur-refroidisseur. Sur le dessin, ce dispositif est représenté par une circulation d'eau froide dans une double enveloppe 80, recevant l'eau froide par un tube 81 et l'évacuant par un tube 82 dans une rigole 83.
Le fonctionnement est le suivant; la partie rotative du générateur constituée par le corps 45 est entraînée par le moteur 48, et brasse le carbure 77 contenu dans la cage 53, ainsi que la chaux qui tombe de cette cage et qui subit un premier brassage avant-de gagner ensuite le tube d'extraction 52.
L'eau de décomposition contrôlée par le robinet 75 est dispersée sur le carbure par la tubulure 76 et le rideau d'eau de refroidissement distribuée par la tubulure 54 retombe mélangée aux condensats dans la gouttière 56, d'où elle est évacuée en mélange avec l'acétylène par la tubulure 57. Ainsi la tubulure 54 et le rideau d'eau distribuée par cette tubulure jouent le râle à la fois de paroi froide et de refroidisseur énergique. L'introduction du carbure dans le générateur s'effectue lorsque le palpeur 60 témoigne de la réduction de la quantité de carbure restant dans la cage 53. Le palpeur commande la chute, par la trappe 61, de la quantité préalablement dosée dans la trémie 51.
Lorsque cette trémie est vide, le palpeur 59 établir un circuit électrique comme bien connu et commande l'introduction d'une nouvelle charge de carbure dans la trémie 51, après fermeture, bien entendu, de la trappe 61.
A l'intérieur du tube 52, la vis sans fin 62 provoque l'extraction de la chaux. Celle-ci est refoulée dans le conduit resserré 64 qui
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provoque -la formation du bouchon étanche avant l'expulsion du produit dans le wagonnet 66.
Le laveur-séparateur 58 reçoit en mélange l'acétylène et l'eau provenant du refroidissement et des condensats par la tubulure 57 et la cré- pine de distribution 57a.
L'aspiration de la pompe 73 qui alimente la rampe d'eau de décomposition 76 se fait par la tubulure 72 en un point bas du laveur-sépara- teur 58, ce qui permet d'envoyer au carbure une eau fortement chargée en chaux.
L'aspiration de la pompe 69, qui refoule l'eau de refroidis- sement dans la tubulure 54,se fait également en un point du laveur par la tubulure 68, si bien que cette eau circule en circuit fermé, et que l'eau d'arrosage à l'intérieur du générateur est déjà saturée en chaux et en acé- tylène. On notera que le fait de prélever l'eau de décomposition à l'endroit où la saturation en chaux de l'eau de refroidissement est la plus élevée permet d'atteindre un équilibre de cette saturation qui se maintienne constant pendant toute la durée de fonctionnement de l'appareil.
Enfin l'addition d'eau fraîche a lieu par la tubulure 79 et le niveau automatique 78; on compense ainsi automatiquement la quantité d'eau consacrée à la réaction chimique, puisque l'eau vaporisée ou envoyée au refroidissement fait intégralement retour au laveur. La concentration en chaux de l'eau dans le laveur atteint un régime d'équilibre en raison du remplacement par de l'eau franche d'une partie de l'eau fortement chargée de chaux aspirée par la tubulure 72.
Le refroidisseur 80 disposé autour du laveur 58 évacue les calories extraites du générateur; par l'eau de refroidissement distribuée par la tubulure 54, par l'acétylène sortant mélangé à cette eau et par la vapeur condensée par contact avec cette eau. Ainsi., suivant l'importance du débit, la répartition de l'eau et la température du système d'arrosage distribué par la tubulure 54, qui sont compensées par les calories évacuées du laveur par la tubulure 82, on obtient à l'intérieur du générateur 45 pendant la réaction à plein débit, un régime de tension de vapeur et de température beaucoup plus bas que le régime normal d'un générateur ne comportant pas de dispositif de ce genre,
et l'on peut ainsi maintenir le carbure en décomposition 77 très au-dessous des limites à partir desquelles apparaissent les phénomènes de polymérisation.
Enfin, le régime de cet appareil peut subir des variations de réglage, à main ou automatique, au moyen des robinets 75 et 71, disposés sur les circuits d'eau de décomposition et d'eau de refroidissement.
Le moyen de réfrigération peut être constitué par la paroi. froide elle-même si elle est de surface suffisante pour ajouter à son influence sur la tension de vapeur (influence qui s'exerce quelle que soit l'importance de cette surface) l'action d'un réfrigérateur par contact; en fait, cette réalisation présente l'inconvénient de provoquer des colmatages de poussières de chaux sur les parois du réfrigérateur, qui exigent des nettoyages assez fréquents.
Une telle solution est représentée aux figs. 4 et 5 dans le cas de l'application de l'invention à un générateur à production continue du type à tambour de brassage, ce tambour étant muni conformément à l'invention d'un condenseur-refroidisseur par contact qui joue le double rôle de paroi froide et de réfrigérateur.
Le générateur d'acétylène comporte une cuve 84, recevant du carbure.en morceaux ou en poussière 85, en provenance d'une trémie d'approvisionnement 86, au moyen d'une vis 87, commandée par un moto-réducteur 88.
L'arri.vée d'eau de décomposition se fait l'intérieur du générateur 84, très près de l'arrivée du carbure, par une tubulure 89 munie d'un dispositif de distribution d'arrosage 90.
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Un batteur à palettes 91, actionné par un'dispositif mécanique tel qu'un moto-réducteur 92, agite sans cesse le carbure et la chaux. Oe brassage évite les échauffements du carbure par colmatage, évite la formation de poches de carbure isolées et indécomposées, sèche la chaux et l'achemine par gravité vers un dispositifd'évacuation mécanique, constitué par exemple par une tubulure 93 contenant une vis d'extraction 94, commandée par un moto-réducteur 95 qui- assure une évacuation analogue à celle du deuxième exemple.
Deux cloisons 96 et 97 sont prévues dans la cuve dès après l'arrosage et juste avant l'évacuation; elles déterminent la quantité des produits restant en transit dans l'appareil et par suite la durée de leur brassage.
Dans ce générateur le condenseur-refroidisseur est constitué . par des tubes 98 fixés sur un tube 99 de manière telle qu'ils forment deuy à deux un angle obtus. Ces tubes sont refroidis par une circulation d'eau intérieure qui s'effectue au moyen du tube d'entrée 100, et des tubes de retour 101 disposés à l'intérieur de chaque tube 98 et reliés au collecteur de retour 102 qui évacue l'eau chaude à l'extérieur par le tube 103. Le ruissellement de l'eau de condensation sur l'ensemble des tubes 98 et du tube 99 agissant à la-fois comme paroi froide et comme refroidisseur, s'écoule le long des tubes 98 jusqu'aux points les plus bas, qui constituent des points d'égouttement.
L'orientation des tubes 98 peut être modifiée de l'extérieur du générateur, travers un guide presse-étoupes 104, par l'action d'une manette 104a, solidaire du tube 99 et coopérant avec un secteur à trois positions 105. Ainsi, en placantla manette 104a sur la position a, les tubes se trouvent dans la position 98a et le point d'égouttement conduit les con- densas en 106 sur le carbure. En plaçant la manette sur la position b, les tubes se trouvent dans la position 98b et les condensats s'égouttent en 107 dans la chaux, enfin, en plaçant la manette dans la position c, les tubes occupent la position 98c et les condensats s'égouttent dans une gouttière 108 qui les recueille, et un tube 109 les envoie à l'extérieur.
Le fonctionnement est le suivant. Le carbure est amené à la trémie de chargement et introduit dans l'appareil par la vis 87. L'eau arrive par la tubulure 89 et le distributeur 90. Le batteur 91 remue sans cesse le carbure, la chaux et l'eau de telle sorte que, dès après la cloison 96, le carbure est en grande partie décomposé par apport d'eau effectué abondamment en 90. Pendant le temps que mettent les produits à franchir la distance entre la cloison 96 et la cloison 97, le batteur 91 continue le brassage, et l'excès deau introduit en 90 est réglé de telle sorte que lorsque les produits atteignent la cloison 97, la décomposition est achevée et cet excès est en grande partie vaporisé.
La chaux poudreuse, après avoir franchi la cloison 97 tombe dans le dispositif d'extraction 93-94 qui assure l'évacuation du résidu comme il a déjà été expliqué.
L'eau arrive par une tubulure 100 (Fi g. 5) circule directement dans les tubes 93 et en repart réchauffée par des tubes ICI, un tube 108 et une tubulure 103 L'ensemble est solidaire en rotation d'une manette 104, mobile, devant un secteur 105 où elle peut occuper trois positions a, b et c.
Dans ce générateur, le condenseur-refroldiseur peut à la vo- lonté de 1''opérateur envoyer l'eau de condensation soit sur le carbure en 106, soit sur la chaux en 107, soit encore dans une gouttière d'évacuation 108.
L'utilisation que l'on fait de cette eau de condensation influence la quantté d'eau de décomposition introduite par le tube 89, mais ne modifie pas le régime du générateur qui dépend, autant que la température de l'atmosphère intérieure et la tension de vapeur d'eau, de l'importance du réfrigérateur constitué par les tubes 98 et de la température à laquelle ceux-ci sont maintenus par la circulation d'eau intérieure apportée par le tube 100 et évacuée par le tube 103.
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Il convient de remarquer que le dispositif se prête suivant le nombre de tubes 98 soit au rôle strict de la paroi froide si le nombre de tubes 98 est trop faible pour provoquer un abaissement de la température dans le générateur 84, soit au rôle combiné de paroi froide et de refroidis- seur si l'importance du refroidisseur constitué par les tubes 98 est suffi- sante pour abaisser d'une quantité appréciable avec un thermomètre la tempé- rature de l'atmosphère du générateur.
On peut encore réaliser l'abaissement de la température de l'atmosphère intérieure du générateur, combiné avec l'abaissement de la ten- sion de la vapeur d'eau, au chiffre correspondant à la température d'une pa- roi froi.de, en combinant l'action d'une petite paroi froide du type tube plongeur par exemple, avec celle d'une circulation dans le générateur de l'acétylène refroidi prélevé après un appreil de lavage et de refroidisse- ment et réintroduit dans le générateur au moyen d'un ventilateur.
Cette solution est représentée dans l'exemple de la Fig. 6 qui est relative à un générateur à chaux sèche, à cage de carbure bi-conique
110, comprenant une paroi froide et une ventilation intérieure par acétylène refroidi. La cage 110 est entrainée en rotation par un moto-réducteur 111.
Le carbure est introduit dans cette cage au moyen d'une trappe de chargement 112. L'eau de décomposition arrive par une tubulure 113.
La chaux qui se dégage pendant l'opération tombe à la partie basse de l'appareil, d'où elle est extraite au moyen d'un tampon de vidange 114.
L'appareil comprend une paroi. froide à tubes 115, analogue à celle de l'exemple précédent et susceptible d'être commandée de l'extérieur au moyen d'une manette 116, à trois positions auxquelles correspondent respectivement pour les tubes une position 115a pour laquelle l'égouttement de l'eau se fait sur le carbure en 117, une position 115 qui assure l'égouttement dans les chaux en 118; enfin, la position 115b qui assure l'égouttement en 119 dans une gouttière d'expulsion 120.
La sortie de l'acétylène s'effectue par une tubulure 121 de forte section, qui aboutit à un laveur-refroidisseur 122. Le gaz barbote dans une masse d'eau maintenue froide par un dispositif de réfrigération tel que le serpentin de refroidissement 123 et est recueilli à la partie supérieure de ce dispositif à l'état lavé et froid. Une tubulure 124 conduit ce gaz vers l'utilisation et un ventilateur 125, de capacité convenable reprend une partie de l'acétylène froid à la partie supérieure du laveur et le renvoie, par un tube 126, dans la manche de chargement du carbure, par laquelle le gaz froid est conduit directement sur la masse de carbure en réaction.
Le fonctionnement est le suivant. La décomposition du carbure est assurée par l'arrivée d'eau de la rampe 113 sur le carbure 127. La rotation de la cage 110 sépare la chaux qui tombe au fond du générateur.
La paroi froide constituée par les tubes 115 détermine à l'intérieur du générateur la tension de la vapeur saturée qui conditionne l'atmosphère d'une part, et d'autre part, le rafraîchissement du carbure par une active ventilation d'acétylène frais, sec et froid, apporte sa contribution pour empêcher l'élévation de sa température et supprimer ainsi les effets de la polymérisation. L'acétylène est enlevé vers l'utilisation par la tubulure 124, et l'importance du courant de ventilation déterminée par le ventilateur 125, combinée avec l'efficacité du réfrigérateur 123, permet de contrôler à volonté sur la température de l'atmosphère contenue dans le générateur, et, en conséquence, d'agir sur celle du carbure 117 en cours de réaction.
Il est à remarquer encore dans ce mode de réalisation que la combinaison de la paroi froide et de la ventilation par de l'acétylène sec et froid permet de limiter le débit du circuit de ventilation à la valeur juste nécessaire pour limiter les échauffements du carbure 127 pendant les périodes de faible débit et d'arrêt, puisque la paroi froide assure cette limitation sans défaillance dès que les débits atteignent ou dépassent environ
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20 @ debit maximum de l'appareil.
On pourrait, bien entendu, ne recourir qu'au seul refroidissement par l'acétylène mais, dans ce cas, le dispositif de ventilation et de refroidissement devrait être quatre à cinq fois plus important, puisqu'il doit être conditionné pour atteindre son efficacité maximum lors des fonctionnements prolongés du générateur à 100% de son débit maximum.
Le dispositif formant en combinaison paroi froide-réfrigérateur peut également être constitué par une double paroi constituant une partie de la paroi même de la chambre de réaction.
Cette solution est représentée à la Fig. 7 qui est relative à un générateur d'acétylène à chaux sèche, à cage cylindrique et à chaux brassée.
La cage ajourée, cylindrique 130 est mue par un moto-réducteur extérieur 131 qui assure sa rotation dans le sens de la flèche f. Une rampe d'arrosage 132 distribue 1 eau comme il est connu au-dessus du talus d'éboulement du carbure 133. Un tampon de remplissage 134,fermé par un étrier 1?5, permet d'accéder à une trappe de remplissage 136 ménagée dans la cage de décomposition. Un tampon de vidange 137, fermé par un étrier 138, permet d'extraire la chaux du générateur au moyen d'un ringard.
Un agitateur 139, commandé par un dispositifmécanique tel qu'un moto-,réducteur 140, brasse la chaux 141 pendant le fonctionnement du générateur. Une certaine portion 142 de la paroi du générateur, dans le cas du dessin toute la paroi supérieure, est refroidie par une circulation d'eau au moyen des tubes 143 et 144 et de la double enveloppe 145. Une gouttière 146 récupère les condensats qui se produisent sur cette paroi, qui joue le rôle de paroi froide et de réfrigérateur, et s'écoule par un bec de versement 147. Cet écoulement de condensats qui se produisent peut être conduit par le jeu d'une palette mobile 148, commandée de l'extérieur par un levier 149, à la volonté de l'opérateur.
soit sur le carbure (position 148a de la palette), soit dans la chaux (position 148b), soit dans une seconde gouttière 150 (position 148 de la palette). Cette seconde gouttière, au moyen d'une tubulure 151, envoie les condensats dans un récipient de récupération 152 muni d'un organe de lecture de niveau 153 et d'un robinet de vidage 154. L'acétylène sort de 1-'appareil par une tubulure 155.
Le fonctionnement est le suivant. La paroi supérieure (142-145) maimtenue froide par une circulation d'eau joue le rôle de paroi froide et ds refroidisseur. Son efficacité maximum en tant que refroidisseur est déterminée par sa position et son importance. Les condensats sont recueillis dans la gouttière 146 et peuvent être dirigés, au moyen de la palette mobile 148, soit sur le carbure 133, soit dans la chaux 141, soit dans la gouttière d'évacuation 150. Les condensats dans ce cas sont recueillisdans le réci- pient fermé 152 maintenu à la même pression que le générateur, le vidage de ce récipient par le robinet 154 pouvant être effectué à volonté par l'opérateur lorsqu'il est rempli par les condensats recueillis.
Naturellement l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution représentés et décrits qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemple.
Le refroidissement peut encore être obtenu par un dispositif extérieur d'arrosage de la paroi extérieure de l'appareil, des moyens étant toujours prévus pour récupérer les condensats ruisselant sur les parois refroidies et de l'évacuer pour éviter que les chaux sèches soient transformées en boue.
REVENDICATIONS.
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